专利名称：具有串音补偿功能的电连接器的制作方法
技术领域：
本实用新型有关一种电连接器，尤指一种具有串音补偿功能的电连接器。
背景技术：
主机板外频速度的提升以及可携式电子消费产品宽带通信需求的日增，带动互连 组件(如印刷电路板、连接器及电缆线等)朝向高密度及高传输量发展。此外，这些互连组 件除了扮演信号连接的角色外，其本身所产生的高频效应更是无法被忽略。同时，因为有线 传输接口具有无线传输无法取代的高速传输特性，因此，这些高频效应也成为高速传输系 统的瓶颈之一。串音干扰(cross talk noise)起因于邻近电线间的耦合电容 (couplingcapacitance)。因此，当信号沿着印刷电路板的布线传送时，会使邻近线路产生 信号，而感应出串音干扰(cross talk noise)，该感应的串音干扰对整个电路的影响不容 小觑。美国专利US 5，299，956披露了一种低串音干扰(low cross talk noise)的电信 号传送系统。请参阅图1，为该电信号传送系统的电连接装置的内部电路连接图。其中，该 电信号传送系统主要包含电连接装置(electrical connectionapparatus)，并且，该电连 接装置包含电连接器10A与电路板20A。该电连接器10A包含至少一个第一导体T1、第二 导体R1、第三导体R2与第四导体T2。其中，该第一导体T1与该第二导体R1组成第一信号 路径对(first signal pair)(图中未示出)，该第三导体R2与该第四导体T2组成第二信 号路径对(secondsignal pair)(图中未示出)。此外，该第一导体T1与该第二导体R1在 该电连接器10A中大部分互为平行且邻近，该第三导体R2与该第一导体T1以及该第四导 体T2与该第二导体R1在该电连接器10A中部分互为平行且邻近，由此，形成第一信号路径 组(first group of signal paths)(图中未示出)。并且，在该电连接装置的导体连接架 构之下，只要有信号传递经过该第一信号路径组，就会在该第一信号路径对与该第二信号 路径对之间产生感应串音。因此，在该专利中提出消除这些信号路径对之间产生的感应串音的解决方法通 过将该第三导体R2平行且邻近该第二导体R1，以及将该第四导体T2平行且邻近该第一导 体T1，而形成第二信号路径组(second group of signalpaths)(图中未示出)。因此，当 信号传递经过该第一信号路径组在这些信号路径对之间所产生的感应串音，并经过该第二 信号路径组之后，通过改变这些导体R1 T2的相对邻近位置，以产生抵消这些信号路径对 之间产生的感应串音的电容补偿值。但是，所披露的该低串音干扰的电信号传送系统，虽可通过改变这些导体的相对 邻近位置来提供多种信号路径对之间产生的感应串音的电容补偿值，但只要这些导体的相 对邻近位置确定，当串音大小有所改变时，就无法提供完全消除信号路径对之间所产生的 感应串音的电容补偿值。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种具有串音补偿功能的电连接器，以消除信号传送 过程中信号路径对之间产生的感应串音。为了达到上述目的，本实用新型提供一种具有串音补偿功能的电连接器，该具有 串音补偿功能的电连接器包含基板、第一导体组、第二导体组、第一金属导线及第二金属导 线。该第一导体组至少具有四个导体，并装设于该基板上，其中，该四个导体分别为第 一导体、第二导体、第三导体及第四导体，并且，两两导体形成一导体对，即该第一导体与该 第二导体形成第一导体对，该第三导体与该第四导体形成第二导体对。该第二导体组至少具有四个导体，并装设于该基板上，其中，该四个导体分别为第 一导体、第二导体、第三导体及第四导体，并且，两两导体形成一导体对，即该第一导体与该 第二导体形成第一导体对，该第三导体与该第四导体形成第二导体对。此外，该第二导体组的该第一导体对与该第一导体组的该第一导体对电性连接以 形成第一信号路径对，并且，该第二导体组的该第二导体对与该第一导体组的该第二导体 对电性连接以形成第二信号路径对。该第一金属导线电性连接该第二导体组的该第二导体，该第二金属导线电性连接 该第二导体组的该第四导体。本实用新型借以该第一金属导线与该第二金属导线相互平行设置于该基板上，可 得到补偿电容值，以减弱甚至消除当信号传送经过该第一信号路径对与该第二信号路径对 时，在该两信号路径对之间所产生的感应串音。
图1为现有电信号传送系统的电连接装置的内部电路连接图；图2A为本实用新型具有串音补偿功能的电连接器的第一实施例的立体图；图2B为该具有串音补偿功能的电连接器的第一实施例的电路连接图；图2C为该具有串音补偿功能的电连接器的第一实施例的电路连接示意图；图3A为该具有串音补偿功能的电连接器的第二实施例的电路连接图；图3B为该具有串音补偿功能的电连接器的第二实施例的电路连接示意图；图4A为该具有串音补偿功能的电连接器的第三实施例的电路连接图；图4B为该具有串音补偿功能的电连接器的第三实施例的电路连接示意图；图5A为该具有串音补偿功能的电连接器的第四实施例的电路连接图；图5B为该具有串音补偿功能的电连接器的第四实施例的电路连接示意图；图6A为该具有串音补偿功能的电连接器的第五实施例的电路连接图；图6B为该具有串音补偿功能的电连接器第五实施例的电路连接示意图；及图7为第一实施例(具有电容补偿)的串音值测试与无电容补偿的串音值的测试 比较曲线图。附图标记说明10A 电连接器20A 电路板T1 第一导体R1 第二导体[0030]R2[0031]10[0032]G1[0033]T11[0034]R11[0035]T12[0036]R12[0037]S11[0038]S12[0039]S21[0040]S22[0041]L1[0042]L2[0043]T21[0044]R21[0045]T22[0046]R22[0047]C1[0048]C2[0049]P1[0050]P2
第三导体T2 第四导体
基板
第一导体组 第一导体 第二导体 第三导体 第四导体 第一导体对 第二导体对 第一导体对 第二导体对 第一信号路径对 第二信号路径对 第一导体 第二导体 第三导体 第四导体 第一金属导线 第二金属导线 第一金属平板 第二金属平板
具体实施方式
为了能更进一步了解本实用新型为达到预定目的所采取的技术、手段及功效，请 参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附附图仅供参考与说明，并非用来对 本实用新型加以限制。有关本实用新型的技术内容及详细说明，配合附图说明如下本实用新型的电连接器主要是利用平行设置的金属导线或金属平板提供串音补 偿电容值。请参见图2A、图2B与图2C，分别为本实用新型具有串音补偿功能的电连接器的第 一实施例的立体图、电路连接图与电路连接示意图。该具有串音补偿功能的电连接器包含 基板10、第一导体组G1、第二导体组G2、第一金属导线C1及第二金属导线C2。该基板10为印刷电路板。该第一导体组G1至少具有四个导体，并装设于该基板 10上。其中，该四个导体分别为第一导体T11、第二导体R11、第三导体T12及第四导体R12， 并且，两两导体形成一导体对，即该第一导体T11与该第二导体R11形成第一导体对S11，该 第三导体T12与该第四导体R12形成第二导体对S12。该第二导体组G2至少具有四个导体，并装设于该基板10上。其中，该四个导体分 别为第一导体T21、第二导体R21、第三导体T22及第四导体R22，并且，两两导体形成一导体 对，即该第一导体T21与该第二导体R21形成第一导体对S21，该第三导体T22与该第四导体R22形成第二导体对S22。其中，该第二导体组G2的该第一导体对S21与该第一导体组 G1的该第一导体对S11电性连接以形成第一信号路径对L1，并且，该第二导体组G2的该第 二导体对S22与该第一导体组G1的该第二导体对S12电性连接以形成第二信号路径对L2。此外，该第一金属导线C1电性连接该第二导体组G2的该第二导体R21。该第二金 属导线C2电性连接该第二导体组G2的该第四导体R22。其中该第一金属导线C1与该第二 金属导线C2均可为直线结构。当信号分别在该第一信号路径对L1与该第二信号路径对L2传送时，在该第一信 号路径对L1与该第二信号路径对L2之间会产生感应串音。并且，因为所产生的串音大小 值由该第一信号路径对L1与该第二信号路径对L2之间的耦合电容所决定，因此，在本实用 新型第一实施例中，利用该第二导体组G2的该第二导体R21与该第一金属导线C1电性连 接、该第四导体R22与该第二金属导线C2电性连接，而形成该第一金属导线C1与该第二金 属导线C2相互平行设置于该基板10上，产生电容值Crlr2以补偿由该耦合电容所造成的 感应串音。并且，该第一金属导线C1与该第二金属导线C2的规格可以平行板电容公式为 依据设计。其中，该电容计算公式如下列第(1)式所表示<formula>formula see original document page 6</formula>其中，C为所计算的电容值。￡为介电系数，并且，介电系数￡又为空气介 电系数￡。与相对介电系数、的乘积，即￡ = 、，其中，空气介电系数％ = 8. 854X 10_12 (F/m)。并且，A为该第一金属导线C1与该第二金属导线C2相互平行的重叠面 积；而d为该第一金属导线C1与该第二金属导线C2的间距。以本实施例为例，该第二导体R21电性连接该第一金属导线C1，而该第四导体R22 电性连接该第二金属导线C2。其中，该第一金属导线C1与该第二金属导线C2的规格(如 长度、宽度、两金属导线的间距)相同。并且，介质为空气时，相对介电系数为1。因此，以此 规格的数据可计算出该补偿电容值Crlr2。但是，在实际应用上，需考虑该第一金属导线C1与该第二金属导线C2之间可能有 该基板10表面的绝缘漆涂布(即，两金属导线的平行空间内并非只存在空气)，因此，导致 实际计算出的该补偿电容值并非完全与上述电容计算公式所得的结果相同。因此，补偿因耦合电容造成的感应串音的设计实际上则为当估测出该串音大小 值所对应的耦合电容值后，则可依据电容计算公式(第(1)式)与组件的实际使用情形，设 计该第一金属导线C1与该第二金属导线C2的长度、宽度及两金属导线CI、C2的间距等等 这些参数的数据，以减弱甚至消除当信号传送经过该第一信号路径对L1与该第二信号路 径对L2时，在该两信号路径对LI、L2之间产生的感应串音。此外，在本实施例中，该第二导体R21也可电性连接该第二金属导线C2，而该第四 导体R22也可电性连接该第一金属导线C1，由此可得到等效的补偿电容值Crlr2。由于仅 为电性连接关系的改变，故在此不再赘述。请参见图3A与图3B，分别为该具有串音补偿功能的电连接器的第二实施例的电 路连接图与电路连接示意图。该第一信号路径对L1与该第二信号路径对L2之间的耦合电 容也可利用本实施例补偿。在该第二实施例中，利用该第二导体组G2的该第一导体T21与 该第一金属导线C1电性连接、该第三导体T22与该第二金属导线C2电性连接，而形成该第一金属导线C1与该第二金属导线C2相互平行设置于该基板10上，产生电容值Ctlt2以补 偿由该耦合电容所造成的感应串音。同样地，该第一金属导线C1与该第二金属导线C2的 规格(如长度、宽度、两金属导线的间距)相同。并且，介质为空气时，相对介电系数为1。 因此，以此规格的数据可计算出该补偿电容值Ctlt2。因此，补偿因耦合电容所造成的感应串音的设计实际上则为当估测出该串音大 小值所对应的耦合电容值后，则可依据电容计算公式(第(1)式)与组件的实际使用情形， 设计该第一金属导线C1与该第二金属导线C2的长度、宽度及两金属导线CI、C2的间距等 等这些参数的数据，以减弱甚至消除当信号传送经过该第一信号路径对L1与该第二信号 路径对L2时，在该两信号路径对LI、L2之间所产生的感应串音。此外，在本实施例中，该第一导体T21也可电性连接该第二金属导线C2，而该第三 导体T22也可电性连接该第一金属导线C1，可得到等效的补偿电容值Ctlt2。由于仅为电 性连接关系的改变，故在此不再赘述。请参见图4A与图4B，分别为该具有串音补偿功能的电连接器的第三实施例的电 路连接图与电路连接示意图。本实施例与第一实施例均利用该第二导体组G2的该第二导 体R21与该第一金属导线C1电性连接、该第四导体R22与该第二金属导线C2电性连接，而 形成该第一金属导线C1与该第二金属导线C2相互平行设置于该基板10上，产生电容值 Crlr2以补偿由该耦合电容所造成的感应串音。然而，两实施例最大的不同在于在本实施 例中，该第一金属导线C1与该第二金属导线C2均可挠成梳状结构，并将该两金属导线C1、 C2以交错方式设置，用以产生较大的面积。根据平行板电容公式(第(1)式)与组件的实 际使用情形，由于补偿电容值与面积成正比，因此，只需要增加金属导线的面积，即可得到 较大的补偿电容值。请参见图5A与图5B，分别为该具有串音补偿功能的电连接器的第四实施例的电 路连接图与电路连接示意图。本实施例与第二实施例均利用该第二导体组G2的该第一导 体T21与该第一金属导线C1电性连接、该第三导体T22与该第二金属导线C2电性连接，而 形成该第一金属导线C1与该第二金属导线C2相互平行设置于该基板10上，产生电容值 Ctlt2以补偿由该耦合电容所造成的感应串音。然而，两实施例最大的不同在于在本实施 例中，该第一金属导线C1与该第二金属导线C2均可挠成梳状结构，并将该两金属导线C1、 C2以交错方式设置，用以产生较大的面积。根据平行板电容公式(第(1)式)与组件的实 际使用情形，由于补偿电容值与面积成正比，因此，只需要增加金属导线的面积，即可得到 较大的补偿电容值。请参见图6A与图6B，分别为该具有串音补偿功能的电连接器的第五实施例的电 路连接图与电路连接示意图。在本实施例中，该具有串音补偿功能的电连接器还包含第一 金属平板P1，电性连接该第一导体组G1的该第一导体T11 ；及第二金属平板P2，电性连接 该第一导体组G1的该第三导体T12。即，在第一实施例中，除了该第二导体组G2的该第二 导体R21电性连接该第一金属导线C1，而该第四导体R22电性连接该第二金属导线C2的 外，还包含该第一导体组G1的该第一导体T11电性连接该第一金属平板P1，而该第三导体 T12电性连接该第二金属平板P2。借以所述第一金属平板P1与所述第二金属平板P2相互 平行设置于所述基板10的上下表面，可得到补偿电容值，以减弱甚至消除当信号传送经过 所述第一信号路径对L1与所述第二信号路径对L2时，在所述两信号路径对LI、L2之间所
7产生的感应串音。首先，仅以该第一导体组G1的该第一导体T11电性连接该第一金属平板P1，而该 第三导体T12电性连接该第二金属平板P2为例说明(即不考虑该第二导体组G2的该第二 导体R21电性连接该第一金属导线C1，而该第四导体R22电性连接该第二金属导线C2)。该 两金属平板P1、P2的设计，同样根据前文内容所述的第(1)式与组件的实际使用情形计算。以本实施例为例，该第一金属平板P1与该第二金属平板P2的规格(如面积、两金 属平板的间距)相同。并且，介质为印刷电路板时，相对介电系数约为4. 7。因此，以此规格 的数据可计算出该补偿电容值Ctlt2。因此，补偿因耦合电容所造成的感应串音的设计实际上则为当估测出该串音大 小值所对应的耦合电容值后，则可依据电容计算公式(第(1)式)与组件的实际使用情形， 设计该第一金属平板P1与该第二金属平板P2的长度、宽度所构成的面积与两金属平板P1、 P2的间距等等这些参数的数据，以减弱甚至消除当信号传送经过该第一信号路径对L1与 该第二信号路径对L2时，在该两信号路径对LI、L2之间产生的感应串音。更进一步，若再考虑该第二导体组G2的该第二导体R21电性连接该第一金属导线 C1，而该第四导体R22电性连接该第二金属导线C2的补偿电容值，则可设计该第一金属导 线C1、该第二金属导线C2、该第一金属平板P1及该第二金属平板P2的长度、宽度与两金属 平板PI、P2的间距等等这些参数的数据，以减弱甚至消除当信号传送经过该第一信号路径 对L1与该第二信号路径对L2时，在该两信号路径对LI、L2之间所产生的感应串音。该第 一金属导线C1与该第二金属导线C2所产生的补偿电容值为Crlr2，该第一金属平板P1与 该第二金属平板P2所产生的补偿电容值为Ctlt2。因此，当该第二导体组G2的这些金属导 线C1、C2与该第一导体组G1的这些金属平板P1、P2同时进行补偿，则可得到整体的补偿电 容值Ct等于Crlr2与Ctlt2相加。此外，在本实施例中，该第一导体T11也可电性连接该第二金属平板P2，而该第三 导体T12也可电性连接该第一金属平板P1，由此可得到等效的补偿电容值Ctlt2。由于仅 为电性连接关系的改变，故在此不再赘述。上述这些实施例说明本实用新型的具有串音补偿功能的电连接器可通过单侧的 金属导线或金属平板进行电容补偿，或双侧的金属导线与金属平板同时进行电容补偿，以 减弱甚至消除当信号传送经过该第一信号路径对L1与该第二信号路径对L2时，在该两信 号路径对L1、L2之间产生的感应串音。请参见图7，为第一实施例(具有电容补偿)的串音值测试与无电容补偿的串音 值的测试比较曲线图。如图所示，图7中横坐标为频率(单位为MHz)，纵坐标为串音功率 值(单位为dB)，并且，图7中具有两条曲线，其中一条(以虚线表示)为该第一信号路径 对L1与该第二信号路径对L2间无这些金属导线C1、C2补偿的串音功率值(即补偿前)，另 一条(以实线表示)则为该第一信号路径对L1与该第二信号路径对L2间有这些金属导线 C1、C2补偿的串音功率值(即补偿后)。其中，测试数据为这些金属导线C1、C2的长度约为 8mm、宽度为0. 254mm、两金属导线C1、C2的间距为0. 254mm。如图7可看出，在频率1MHz 500MHz之间，增加这些金属导线CI、C2间的补偿电容值，可减少约5dB左右串音值。特别 在50MHz至350MHz的频率区间，串音值减少的程度尤为明显。综上所述，本实用新型的主要优点如下根据所估测的需要补偿串音值大小，可弹
8性地设计这些金属导线C1、C2或这些金属平板PI、P2的规格(包含长度、宽度)或调整这 些金属导线C1、C2或这些金属平板PI、P2的布线间距，以减弱甚至消除当信号传送经过该 第一信号路径对L1与该第二信号路径对L2时，在该两信号路径对LI、L2之间产生的感应甲曰。 以上所述，仅为本实用新型较佳具体实施例的详细说明与附图，并非用以限制本 实用新型，本实用新型的所有范围应以上述权利要求书为准，凡符合本实用新型权利要求 书的精神与其类似变化的实施例，均应包含在本申请的保护范围内。
权利要求一种具有串音补偿功能的电连接器，其特征在于，包含基板；第一导体组，至少具有四个导体，装设于所述基板上；其中，所述四个导体分别为第一导体、第二导体、第三导体及第四导体，两两导体形成一导体对，所述第一导体与所述第二导体形成第一导体对，所述第三导体与所述第四导体形成第二导体对；第二导体组，至少具有四个导体，装设于所述基板上；其中，所述四个导体分别为第一导体、第二导体、第三导体及第四导体，两两导体形成一导体对，所述第一导体与所述第二导体形成第一导体对，所述第三导体与所述第四导体形成第二导体对；其中，所述第二导体组的所述第一导体对与所述第一导体组的所述第一导体对电性连接形成第一信号路径对，所述第二导体组的所述第二导体对与所述第一导体组的所述第二导体对电性连接形成第二信号路径对；第一金属导线，电性连接所述第二导体组的所述第二导体；第二金属导线，电性连接所述第二导体组的所述第四导体；所述第一金属导线与所述第二金属导线相互平行设置于所述基板上。
2.如权利要求1所述的具有串音补偿功能的电连接器，其特征在于，所述第一金属导 线与所述第二金属导线均为直线结构。
3.如权利要求1所述的具有串音补偿功能的电连接器，其特征在于，所述第一金属导 线与所述第二金属导线均挠成梳状结构。
4.如权利要求3所述的具有串音补偿功能的电连接器，其特征在于，所述第一金属导 线与所述第二金属导线以交错方式设置。
5.如权利要求1所述的具有串音补偿功能的电连接器，其特征在于，还包含 第一金属平板，电性连接所述第一导体组的所述第一导体；及第二金属平板，电性连接所述第一导体组的所述第三导体； 所述第一金属平板与所述第二金属平板相互平行设置于所述基板的上下表面。
6.如权利要求1所述的具有串音补偿功能的电连接器，其特征在于，所述基板为印刷 电路板。
专利摘要本实用新型提供一种具有串音补偿功能的电连接器，包含基板、第一导体组、第二导体组、第一金属导线及第二金属导线。该第二导体组的第一导体对与该第一导体组的第一导体对电性连接形成第一信号路径对，并且，该第二导体组的第二导体对与该第一导体组的第二导体对电性连接形成第二信号路径对。该第一金属导线与该第二导体组的第二导体电性连接，该第二金属导线与该第二导体组的第四导体电性连接，借以该第一金属导线与该第二金属导线相互平行设置于该基板上，可得到补偿电容值，以消除当信号传送经过该第一信号路径对与该第二信号路径对时所产生的感应串音。
文档编号H01R13/646GK201584595SQ20092027421
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者李宜晃, 顾英明 申请人:无锡国丰电子科技有限公司